中国工程建设协会标准
虹吸式屋面雨水排水系统技术规程
Technical specification for siphonic drainage system of roof
CECS 183：2015
主编单位：同济大学建筑设计研究院(集团)有限公司
上海吉博力房屋卫生设备工程技术有限公司
批准单位：中国工程建设标准化协会
施行日期：2015年8月1日
中国工程建设标准化协会公告
第198号
关于发布《虹吸式屋面雨水排水系统技术规程》的公告
根据中国工程建设标准化协会《关于印发<2011年第一批工程建设协会标准制订、修订计划>的通知》(建标协字[2011]45号)的要求，由同济大学建筑设计研究院(集团)有限公司、上海吉博力房屋卫生设备工程技术有限公司等单位编制的《虹吸式屋面雨水排水系统技术规程》，经本协会建筑与市政工程产品应用分会组织审查，现批准发布，编号为CECS 183：2015，自2015年8月1日起施行。原《虹吸式屋面雨水排水系统技术规程》CECS 183：2005同时废止。
中国工程建设标准化协会
二〇一五年四月十七日
前言
根据中国工程建设标准化协会《关于印发<2011年第一批工程建设协会标准制订、修订计划>的通知》(建标协字[2011]45号)的要求，对《虹吸式屋面雨水排水系统技术规程》CECS 183：2005进行修订。
虹吸式屋面雨水系统是一种按虹吸满管压力流原理设计、可有效控制管内雨水压力和流速的屋面雨水排水系统。它具有排水能力强、用材省、水平管道不需设坡度、安装空间小等特点，特别适用于公共建筑或工业建筑的大型屋面。本规程是在总结近几年来工程实际应用经验，并充分征求意见的基础上修编而成的。
本规程共分7章4个附录，主要内容包括：总则，术语和符号，系统设计，管材、管件和固定件，系统安装，验收，维护等。
本规程修订的主要技术内容有：
1.增加了虹吸启动时间的计算方法；
2.增加出户管的消能、排气措施；
3.为解决管道内局部气蚀问题，补充管内流速与系统最低负压值的对应关系；
4.增加雨水斗堵塞、超设计重现期时，系统的校核计算要求；
5.增加虹吸式屋面雨水系统水力测试方法；
6.增加虹吸式屋面雨水系统施工验收的实测验证方法；
7.增加虹吸式屋面雨水系统简易估算方法。
本规程由中国工程建设标准化协会建筑与市政工程产品应用分会归口管理，由同济大学建筑设计研究院(集团)有限公司(上海市四平路1230号，邮编200092)负责解释。在使用过程中如有需要修改或补充之处，请将意见和有关资料寄送解释单位。
主编单位：同济大学建筑设计研究院(集团)有限公司
上海吉博力房屋卫生设备工程技术有限公司
参编单位：华东建筑设计研究院有限公司
中国建筑设计院有限公司
中国海诚工程科技股份有限公司
上海市安装工程集团有限公司
悉地国际设计顾问(深圳)有限公司
中国建筑科学研究院
江苏劲驰环境工程有限公司
苏州设计研究院股份有限公司
北京泰宁科创雨水利用技术股份有限公司
中国航空规划建设发展有限公司
徐水县兴华铸造有限公司
浙江正康实业有限公司
深圳雅昌管业有限公司
上海明谛科技实业有限公司
山西泫氏实业集团有限公司
深圳市民乐管业有限公司
宁波市华涛不锈钢管材有限公司
成都共同管业有限公司
主要起草人：归谈纯 康立熙 冯旭东 徐扬 梁葆春 姜文源 匡杰 俞志根 张锦冈 杜伟国 陈苏 王振华 高德林 邵陈利 吴克建 余雪松 郭继伟 熊曦 李学良 王慧莉 王锋 刘芳 文长宏 陈卫东 谢家明 钱敏 王明洁 赵志江 秦凯凯 宋波 张晓燕 高俊斌 吴志杰 俞鹰 姚灯银
主要审查人：赵锂 赵世明 陈怀德 徐凤 方玉妹 程宏伟 符培勇 王靖华 朱立明
1 总 则
1.0.1 为使虹吸式屋面雨水系统做到技术先进、安全可靠、经济合理，确保工程质量，制定本规程。
▼ 展开条文说明
1.0.2 本规程适用于新建、扩建和改建的民用与工业建筑虹吸式屋面雨水系统的设计、施工、验收及维护管理。
▼ 展开条文说明
1.0.3 虹吸式屋面雨水系统应由虹吸雨水斗、管道(连接管、悬吊管、立管、排出管)、管件和固定件组成。各组件的质量应符合相应的现行产品标准的要求。
1.0.4 虹吸式屋面雨水系统应按设计文件施工，变更设计应经原设计单位同意。
▼ 展开条文说明
1.0.5 虹吸式屋面雨水系统的设计、施工、验收及维护管理除应执行本规程外，尚应符合国家现行有关标准的规定。
2 术语和符号
2.1 术 语
2.1.1 虹吸式屋面雨水系统 siphonic drainage system of roof
按虹吸满管压力流原理设计、管道内雨水的流速、压力等可有效控制和平衡的屋面雨水排水系统。一般由虹吸雨水斗、管道(连接管、悬吊管、立管、排出管)、管件、固定件组成。
2.1.2 虹吸满管压力流 full-bore flow
水充满管道(可有适量掺气，水气比不小于95％)、水流运动可用不可压缩流体的伯努利(Bernoulli)方程描述、管道中有明显负压的一种流态。
2.1.3 虹吸雨水斗 siphonic roof outlet
用于虹吸式屋面雨水系统的雨水斗。具有气水分离、防涡流等功能。其斗前水深可通过计算控制，当斗前水位稳定达到设计水深时，系统内形成虹吸满管压力流。
2.1.4 连接管 spigot pipe
虹吸雨水斗至悬吊管的连接短管。通过改变连接管的管径、长度，可调节雨水斗的进水量和系统的阻力。
2.1.5 悬吊管 hanged pipe
悬吊在屋架、楼板和梁下或架空在柱上的与连接管相连的雨水横管。
2.1.6 溢流口 overflow
当降雨量超过系统设计排水能力时，用来溢水的孔口或装置。
2.1.7 溢流管道系统 overflow systems
为排除超过设计重现期雨量而设的独立雨水管道系统。溢流系统可以是虹吸式屋面雨水系统或半有压屋面雨水系统。
2.1.8 固定件 fastening systems
用于固定水平管和立管的装置。固定件具有吸收管道振动、限制管道因热胀冷缩导致的位移、避免管道因悬挂受力而变形，以及不影响管道水平受力等作用。
2.1.9 斗前水深 damming height
虹吸雨水斗采用相关测试方法测得的特定流量下，雨水水面至雨水斗斗面的水位高差。虹吸雨水斗最大流量对应的斗前水深称为虹吸雨水斗最大斗前水深。
2.1.10 连接管虹吸启动流量 capacity of priming in the spigot pipe
屋面初期雨水(以水-气混合流态)流经虹吸雨水斗进入连接管，在连接管管段形成能充满连接管整个断面的水跃时的最小流量。
2.1.11 虹吸启动流量 capacity of priming
屋面初期雨水(以水-气混合流态)流经虹吸雨水斗、连接管，在悬吊管与立管的转弯处形成能充满整个管段断面的水跃时的最小流量。
2.1.12 虹吸启动时间 time of priming
屋面初期雨水(以水-气混合流态)流经虹吸雨水斗、连接管，在悬吊管与立管的转弯处形成能充满整个管段断面的水跃所需的最小时间。
2.1.13 过渡段 transition section
水流流态由虹吸满管压力流向重力流过渡的管段，过渡段出口压力应与当地大气压一致。过渡段为虹吸式屋面雨水系统水力计算的终点。在过渡段通常将系统的管径放大。
2.2 符 号
a——雨水斗深度；
APE——HDPE管道的横截面积；
AST——HDPE管道固定件导轨的截面积；
b——溢流口宽度；
C——海曾-威廉(Hazen-Willams)系数；
dj——管道的计算直径；
Dw——HDPE管道外径；
EPE——HDPE管道的弹性模量；
EST——HDPE管道固定件导轨材料的弹性模量；
f——HDPE管道固定件导轨材料的允许挠度变形；
fST——HDPE管道固定件导轨的扰度变形；
F——HDPE管道固定件导轨的受力；
FPE——HDPE管道的轴向内力；
△h——堰上水头；
△hb——溢流口底部与屋面或雨水斗(平屋面时)的高差；
hi——沿程损失；
△hl——雨水斗斗面至系统内任意管段截面的几何高差；
△hmax——屋面最大设计积水高度；
△hver——雨水斗斗面至排出管过渡段管中心的几何高差；
△hx——雨水斗斗面至悬吊管管中心的几何高差；
Iy——HDPE管道固定件导轨材料的界面惯性矩；
k——安全系数；
Kn——绝对当量粗糙度；
l——管道长度；
l′——HDPE管道固定件导轨悬挂点间距；
△L——自固定点起的管道伸缩长度；
L——计算管段的管道长度；
M——HDPE管道固定件导轨的弯矩；
N——有效数据截取框的长度；
Pa——大气压；
Pvp——汽化压力；
Px——系统内任意管段截面的压强；
△P——水头损失允许误差；
P1——管段始端静压值；
P2——管段末端静压值；
q——HDPE管道充满水时单位长度上的分布荷载；
Q——排水流量；
QA——在系统中形成虹吸的最小流量；
QA,min——连接管虹吸启动流量；
Qin,F——虹吸启动流量；
Qq——溢流口服务面积内的设计溢流流量；
Qr——设计雨水排水流量；
Qs——被测试的虹吸雨水系统排水能力；
Q进水量——天沟进水流量平均值；
R——水力坡降；
Re——雷诺数；
t1——系统安装时的环境温度；
t2——系统使用时的环境温度；
△t——虹吸启动流量测试时间间隔；
TF——虹吸启动时间；
Ts——屋面天沟排水时间；
△T——计算温差；
v——流速；
vx——计算点的流速；
Vg——屋面天沟水容积；
Vp——过渡段上游管段的容积；
V进水量——天沟进水量；
V斗前水深增加量——天沟内斗前水深增加量；
V排水量——天沟内雨水斗排水量；
Wy——HDPE管道固定件导轨的截面模量；
x——采集数据；
y——输出数据；
△z——管段始末端高差；
Z——管道的局部水头损失；
αPE——HDPE的线膨胀系数；
ξ——管道的局部阻力系数；
λ——摩阻系数；
ρ——4℃时水的密度；
σ——HDPE管道固定件导轨材料的允许正应力；
σPE——HDPE管道的温度应力；
σST——固定件导轨的正应力；
τ——HDPE管道固定件导轨材料的允许剪切应力；
τST——HDPE管道固定件导轨的剪切应力。
3 系统设计
3.1 一般规定
3.1.1 虹吸式屋面雨水系统的降雨历时、降雨强度、径流系数、屋面汇水面积、设计雨水流量计算，应符合现行国家标准《建筑给水排水设计规范》GB 50015的有关规定。
3.1.2 虹吸式屋面雨水系统采用的设计重现期应根据建筑物的重要程度、汇水区域性质、气象特征等因素确定。对一般性建筑物屋面，其设计重现期宜采用3年～5年，对重要的公共建筑物屋面和不允许发生渗漏的工业厂房、仓库等场所的屋面，其设计重现期应根据建筑的重要性和溢流造成的危害程度确定，宜采用10年。
注：大型屋面的设计重现期宜取上限值。
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3.1.3 虹吸式屋面雨水系统加溢流口或溢流管道系统的总排水能力，不应小于设计重现期为50年、降雨历时5min时的设计雨水流量(屋面径流系数应取1.0)。
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3.1.4 不同高度天沟或不同汇水区域的雨水宜采用独立的虹吸式屋面雨水系统排除。塔楼与裙房等不同高度的屋面汇集的雨水，应采用独立的系统单独排出。
3.1.5 当绿化屋面与非绿化屋面不共用天沟时，应分别设置独立的虹吸式屋面雨水系统。
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3.1.6 汇水面积大于2500m2的大型屋面，宜设置不少于2套独立的虹吸式屋面雨水系统。
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3.1.7 重力流、半有压屋面雨水系统排水不得接入虹吸式屋面雨水系统。
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3.2 天沟设计
3.2.1 天沟设计应符合现行行业标准《建筑屋面雨水排水系统技术规程》CJJ 142的有关规定。
3.2.2 天沟的过水断面应根据汇水面积的设计流量计算确定，雨水斗设置点的天沟宽度应保证雨水斗周边均匀进水，并应保证雨水斗外边缘距天沟内壁间距不应小于100mm。
3.2.3 天沟设计水深应根据汇水面积的设计流量、天沟坡度和虹吸雨水斗的斗前水深确定，天沟坡度不宜小于0.003。金属屋面的金属天沟可无坡度。
3.2.4 天沟有效深度应为设计水深加保护高度。天沟的有效水深不宜小于250mm，保护高度不得小于75mm。当采用金属屋面且雨水可能经天沟溢入室内时，保护高度不得小于100mm。
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3.2.5 虹吸式屋面雨水系统的虹吸启动时间不宜大于60s。虹吸式屋面雨水系统的虹吸启动时间应按下式计算：
式中：TF——虹吸启动时间(s)；
Vp——过渡段上游管段的容积(L)；
Qin,F——虹吸启动流量，按附录A.3测得。当悬吊管上接多个虹吸雨水斗时，为悬吊管上所有虹吸雨水斗虹吸启动流量的总和(L／s)。
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3.2.6 天沟的有效蓄水容积不宜小于汇水面积雨水设计流量60s，且不宜小于虹吸启动时间的降雨量。当屋面坡度大于2.5％且天沟满水会溢入室内时，经计算若虹吸启动时间大于60s时，天沟的有效蓄水容积不宜小于汇水面积雨水设计流量2min，且不应小于虹吸启动时间的降雨量。
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附录C 虹吸式屋面雨水系统简易估算方法
C.0.1 虹吸式屋面雨水系统水力估算，应按从雨水斗至出水管作为一条计算管路，多斗系统中每个雨水斗应有各自的计算管路。
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C.0.2 计算管路应划分若干管段，每一管段内流量与流速视为不变，当排水管路中出现流量(三通)与流速(变径)的变化，则可作为前后管段的节点。管段宜为长直管段，弯头可作为前后管段的节点。各种管件(三通、变径、弯头等)的局部水头损失，宜计算在前后管段节点的后一管段中。长直管段长度不宜超过10m，若管路长度大于10m，宜分为若干个小于10m的管段，以利于准确计算。
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C.0.3 管段沿程水头损失应按下式计算：
式中：hi——沿程损失(m)；
R——水力坡降；
l——管道长度(m)。
1 当流速v＜3m／s时，沿程阻力系数可按下式计算：
式中：Q——排水流量(L／s)；
dj——管道的计算直径(mm)；
C——Hazen-Willams系数。
2 当流速v≥3m／s时，可按下列公式计算：
式中：v——流速(m／s)；
dj——管道的计算直径(mm)；
Kn——绝对当量粗糙度，由材料供应商提供或经试验测得；
Re——雷诺数；
Q——排水流量(L／s)。
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C.0.4 管道的局部水头损失应根据管道的连接方式，采用管(配)件当量长度法计算。当缺少管(配)件的实验数据时，可采用下式计算：
式中：Z——管道的局部水头损失(m)；
ξ——管道的局部阻力系数，由试验测得，无资料时，可按表C.0.4确定。
表C.0.4 管(配)件局部阻力系数ξ
注：1 从虹吸系统至过渡段的转换处宜按ξ＝1.8估算；
2 雨水斗的ξ值应由产品供应厂提供，无资料时可按ξ＝1.5估算。
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C.0.5 各管段始末端静压值，可通过伯努利方程从屋面雨水斗开始计算各管段始末端压差得出，前一管段的末端静压值，即为后一管段始端的静压值。各管段末端的静压值应按公式(C.0.5-1)、(C.0.5-2)计算：
式中：P2——管段末端静压值(kPa)；
P1——管段始端静压值(kPa)；
△z——管段始末端高差(m)。
对悬吊管的管段，若流速不变，高差为0时，末端静压值可按下式计算：
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C.0.6 管路水力计算完成后，应检验是否符合第3.7.11条及第3.7.15条规定，若有任一条不符应调整管路管径或管线长度重新计算。
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C.0.7 虹吸式屋面雨水系统简易估算应按图C.0.7的步骤进行。
图C.0.7 虹吸式屋面雨水系统简易估算步骤
附录D HDPE管道固定件受力分析
D.0.1 HDPE管道因温度变化产生的伸缩长度应按下列公式计算：
式中：△L——自固定点起的管道伸缩长度(m)；
αPE——HDPE的线膨胀系数，取1.7×10-4m／(m·℃)；
L——计算管段的管道长度(m)；
△T——计算温差(℃)；
t2——系统使用时的环境温度(℃)；
t1——系统安装时的环境温度(℃)。
D.0.2 HDPE管道的轴向内力应按下列公式计算：
式中：FPE——HDPE管道的轴向内力(N)；
k——安全系数，无量纲，取1.1～1.3；
σPE——HDPE管道的温度应力(N／m2)；
APE——HDPE管道的横截面积(m2)；
EPE——HDPE管道的弹性模量(N／m2)；
Dw——HDPE管道外径(m)；
dj——管道的计算直径(m)。
D.0.3 HDPE管道固定件导轨的正应力应按下列公式计算：
式中：σST——固定件导轨的正应力(N／m2)；
M——HDPE管道固定件导轨的弯矩(N·m)；
Wy——HDPE管道固定件导轨的截面模量(m3)；
q——HDPE管道充满水时单位长度上的分布荷载(N／m)；
l′——HDPE管道固定件导轨悬挂点间距(m)；
σ——HDPE管道固定件导轨材料的允许正应力(N／m2)。
D.0.4 HDPE管道固定件导轨的剪切应力应按下列公式计算：
式中：τST——HDPE管道固定件导轨的剪切应力(N／m2)；
F——HDPE管道固定件导轨的受力(N)；
AST——HDPE管道固定件导轨的截面积(m2)；
τ——HDPE管道固定件导轨材料的允许剪切应力(N／m2)。
D.0.5 HDPE管道固定件导轨的挠度变形应按下列公式计算：
式中：fST——HDPE管道固定件导轨的扰度变形(m)；
EST——HDPE管道固定件导轨材料的弹性模量(N／m2)；
Iy——HDPE管道固定件导轨材料的界面惯性矩(m4)；
f——HDPE管道固定件导轨材料的允许挠度变形(m)。
本规程用词说明
1 为便于在执行本规程条文时区别对待，对要求严格程度不同的用词说明如下：
1)表示很严格，非这样做不可的：
正面词采用“必须”，反面词采用“严禁”；
2)表示严格，在正常情况下均应这样做的：
正面词采用“应”，反面词采用“不应”或“不得”；
3)表示允许稍有选择，在条件许可时首先应这样做的：
正面词采用“宜”，反面词采用“不宜”；
4)表示有选择，在一定条件下可以这样做的，采用“可”。
2 条文中指明应按其他有关标准执行的写法为：“应符合……的规定”或“应按……执行”。
引用标准名录
《建筑给水排水设计规范》GB 50015
《建筑给水排水及采暖工程施工质量验收规范》GB 50242
《低压流体输送用焊接钢管》GB／T 3091
《流体输送用不锈钢焊接钢管》GB／T 12771
《排水用柔性接口铸铁管、管件及附件》GB／T 12772
《钢塑复合钢管》GB／T 28897
《建筑屋面雨水排水系统技术规程》CJJ 142
《建筑排水用卡箍式铸铁管及管件》CJ／T 177
《建筑排水用柔性接口承插式铸铁管及管件》CJ／T 178
《虹吸雨水斗》CJ／T 245
《建筑排水用高密度聚乙烯(HDPE)管材及管件》CJ／T 250
《建筑排水高密度聚乙烯(HDPE)管道工程技术规程》CECS 282
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